电容放电测试仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电容放电测试仪，具有箱体结构，包括：连接外部市电的电源开关；以及与该电源开关连接的电源电路及执行电路；控制电路；与控制电路连接的采样电路一端及人机接口；所述电源电路与控制电路连接，所述执行电路与控制电路连接，并用于连接外部被测设备，所述采样电路另一端连接在执行电路及外部被测设备之间；所述执行电路包括驱动电路及继电器；所述控制电路为16位包括ADC采样接口的TMS320F2816型DSP处理器。该电容放电测试仪可以准确的在峰值处断开继电器；其由于采用了输出电阻大于100MΩ的采样电路，可以用于检测测试不同的外部被测设备，可以满足多个不同的测试标准，减少了传统测量的误差。
【专利说明】电容放电测试仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子检测设备，尤其涉及一种满足多项标准的通用型电容放电测试仪。
【背景技术】
[0002]在产品安全合格性中，输入端口的电容放电是非常重要的项目，在所有电机产品中都要进行此项目的实验。按照测试的要求电容放电必须在电源的峰值处切断输入电压，在切断电压的同时还需要用示波器抓取波形，读取数据。这样存在两个方面的问题，第一，常用的利用开关控制的电源，典型的是在电压为50Hz或60Hz的情况下，每个峰值的间隔在16.7ms?20ms之间，不容易在电源峰值时切断输入电压；第二，在实际的操作中利用示波器人为操作抓取瞬间的放电电压最大值比较困难，引入的误差比较大。
[0003]在电容放电测试时，测量电路的输入电阻对测量设备的放电测量有影响，安全标准GB4943.1-2011中对测量设备的要求是“输入阻抗100±5ΜΩ、输入电容在25pF或者更小的测量设备”，从而才可能尽量减小测量设备的内阻对放电时间的影响。为了满足这样的要求，测量电路必须配备价格昂贵的高输入阻抗及低输入电容的高压探头，从而提高了测量设备及电路的成本。
[0004]另外，针对我国家电产品端口放电电阻及放电电压进行了统计，其中放电电容在
0.1?lyF，放电电阻小于500K，这样可以保证电源插头被拔出后，可以在极短的时间内将残余电压泄放到安全限值。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种自动在电压峰值处断开电源连接，记录放电电压及时间，并直观显示出来，不用另外搭建测试平台，符合多个测试标准的通用式电容放电测试仪。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供一种电容放电测试仪，具有箱体结构，包括:连接外部市电的电源开关；以及与该电源开关连接的电源电路及执行电路；控制电路；与控制电路连接的采样电路一端及人机接口。
[0007]所述电源电路与控制电路连接，所述执行电路与控制电路连接，并用于连接外部被测设备，所述采样电路另一端连接在执行电路及外部被测设备之间。
[0008]所述执行电路包括驱动电路及继电器。
[0009]所述控制电路为16位包括ADC采样接口的TMS320F2816型DSP处理器。
[0010]所述人机接口包括连接控制按键的按键接口、液晶面板接口及USB接口。
[0011]电源电路输出的电压为±12V直流、3.3V直流与1.9V直流，所述±12V直流通过DSP处理器给继电器及驱动电路供电，所述+3.3V直流和+1.9V直流给DSP处理器供电。
[0012]所述米样电路为差分放大器，其输入阻抗大于100ΜΩ，输入电容小于25pF,连接至DSP的ADC采样接口。[0013]本实用新型的有益效果:本实用新型提供的电容放电测试仪采用继电器及DSP处理器作为控制部分，同时采用连接至DSP处理器的采样电路可以高精度的采样外部被测设备的供电电压，在该供电电压峰值时断开继电器，并记录该外部被测设备的放电电压，其采样精度高可以准确的在峰值处断开继电器；其由于采用了输出电阻大于100ΜΩ的采样电路，可以用于检测测试不同的外部被测设备，可以满足多个不同的测试标准，包括GB4706.1/GB4943.1/GB7260.1/GB9706.1/GB8898，其通用性好；减少了传统的利用示波器观测判断放电电压因为人为操作不便造成的测量误差。
[0014]为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]下面结合附图，通过对本实用新型的【具体实施方式】详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0016]附图中，
[0017]图1为本实用新型电容放电测试仪电路连接模块图；
[0018]图2A及2B为本实用新型电容放电测试仪电源电路12V变3.3V及1.9V的电路示意图；
[0019]图3为本实用新型电容放电测试仪采样电路示意图。
[0020]【专利附图】

【附图说明】:
[0021]1、电源开关；2、电源电路；3、执行电路；31、继电器；32、驱动电路；4、控制电路；
5、采样电路；6、人机接口 ；7、外部被测设备。
【具体实施方式】
[0022]为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
[0023]请参阅图1，为实现上述目的，本实用新型提供一种电容放电测试仪，具有箱体结构，包括:连接外部市电的电源开关1，该电源开关I设置在该箱体外部。
[0024]还包括与该电源开关I连接的电源电路2及执行电路3 ;控制电路4 ;与控制电路4连接的采样电路5的一端及人机接口 6。
[0025]所述电源电路2与控制电路4连接，所述执行电路3与控制电路4连接，并用于连接外部被测设备7，所述采样电路5另一端连接在执行电路3及外部被测设备7之间。
[0026]所述执行电路3包括驱动电路32及继电器31。继电器31采用机械触点式继电器或电子固态继电器的串联组合，其中机械触点式继电器两个触点之间保持1.5mm，用以保证断电后测量电路和被测设备电路之间的安全隔离，电子固态继电器用来保证信号触发的瞬间快速的切断电路。
[0027]所述驱动电路32用于将控制电路4与继电器31之间电压及阻抗的匹配，并受控制电路4控制闭合或者打开继电器31，所述继电器31可以根据自身的状态控制外部被测设备7的外部电源的通断。
[0028]所述控制电路4为16位包括ADC采样接口的TMS320F2816型DSP处理器。该型号的DSP处理器具有12位的ADC模拟转换接口，满足了采集精度的要求。其能够保证在采样电路5对被测设备7外部采样并传递给DSP后能判断出该外部电压的最大峰值。
[0029]当得到最大峰值的时候DSP处理器通过驱动电路32控制继电器31从而断开外部电源，而此时外部被测设备7将进入放电测试阶段，其由于继电器31有极高的阻抗，所以放电电流会经采样电路5进入DSP处理器。
[0030]经过对我国家电产品端口的输入电容及输入电阻的统计，其输入电容一边在
0.1?lyF，输入电阻在500ΚΩ以内。我们再根据电容量在I μ F的输入电路，输入电阻在500Κ、330Κ180Κ、100ΚΩ的放电电路进行传统的示波器放电性能测试，测得在断电Is内的电压，经过测试，发现在示波器探头的内阻在100ΜΩ以上时，测得的实际放电电压值与理论放电电压值的误差率满足IECEE对于CB体系实验室的测量设备的精度在《Measureaccuracy and tolerances》的要求。该要求规定在测量电压在1000V以内，且频率在IKHz以内时，允许的误差在±1.5%。
[0031]在本实用新型中采样电路5的输入电阻根据其上述的测试设置为不小于100M Ω。
[0032]所述采样电路5为差分放大器，输入电容小于25pF，连接至DSP的ADC采样接口。
[0033]请参阅图2A，为本实用新型的采样电路5的示意图，从图中可以看出，采样电路5利用放大器Ul的前端电路对外部输入电压进行滤波及降压，同时进行阻抗匹配，产生电压V0,并将该VO经过一个差分放大电路产生ADCO及ADCl差分信号，同时跟随器产生频率信号Fer。在图2A的基础上结合图2B，将从图2A中得到的信号ADCO、ADC1、Fer信号分别接入图2B中，经过多个并连的晶闸管，然后将输出的信号连接至DSP处理器的REF3引脚。
[0034]经过上述的信号处理，所述的DSP处理器可以快速的判断出外部输入电压是否为交流电压并获得该交流电压的峰值。
[0035]所述人机接口 6包括连接控制按键的按键接口、液晶面板接口及USB接口。
[0036]该人机接口 6可以分别连接至外部不同的IO设备实现不同的功能，其中按键接口连接外部按键，该按键主要能够控制该电容放电测试仪的工作及截止工作以及在液晶面板接口连接液晶面板时的外部数据显示。
[0037]所述电源电路2可以将从电源开关I获得的外部市电转化并输出电压为±12V的直流，并进一步将该12V直流经过稳压降压转换为3.3V与1.9电压。其中所述土 12V直流通过DSP处理器给继电器31及驱动电路32供电，所述+3.3V直流和+1.9V直流给DSP处
理器供电。
[0038]请参阅图3，该图为本实用新型电源电路2连接示意图，从图中可以看出在将外部电压接入两个输入端后，可已经过多级的滤波、降压分别输出3.3V以及1.9V电压，关于本电路图具体的工作原理以及选用的芯片本领域的专业技术人员能够获得，本处不进行具体介绍。
[0039]具有以上结构及工作原理的本实用新型的电容放电测试仪可以满足不同的技术标准，具体见下表1:
[0040]表I本实用新型电容放电测试仪满足标准情况
[0041]
【权利要求】
1.一种电容放电测试仪,具有箱体结构,其特征在于,包括: 连接外部市电的电源开关；以及与该电源开关连接的电源电路及执行电路；控制电路；与控制电路连接的采样电路一端及人机接口； 所述电源电路与控制电路连接，所述执行电路与控制电路连接，并用于连接外部被测设备，所述采样电路另一端连接在执行电路及外部被测设备之间； 所述执行电路包括驱动电路及继电器； 所述控制电路为16位包括ADC采样接口的TMS320F2816型DSP处理器。
2.如权利要求1所述的电容放电测试仪，其特征在于，所述人机接口包括连接控制按键的按键接口、液晶面板接口及USB接口。
3.如权利要求1所述的电容放电测试仪，其特征在于，电源电路输出的电压为±12V直流、3.3V直流与1.9V直流，所述±12V直流通过DSP处理器给继电器及驱动电路供电，所述+3.3V直流和+1.9V直流给DSP处理器供电。
4.如权利要求1所述的电容放电测试仪，其特征在于，所述采样电路为差分放大器，其输入阻抗大于IOOM Ω，输入电容小于25pF，连接至DSP的ADC采样接口。
【文档编号】G01R31/00GK203759150SQ201420011891
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】陈帆, 张光辉, 陈照, 贾柯, 鹿文军 申请人:深圳出入境检验检疫局工业品检测技术中心